小鼠癫痫模型电生理采集实操：如何采集稳定的痫样放电信号

 在癫痫机制研究、抗癫痫药物临床前药效评价中，小鼠痫样放电的 EEG/LFP 记录是核心实验手段。PTZ（戊四氮）、KA（海人酸）、匹罗卡品等小鼠癫痫模型，依靠皮层、海马脑电的痫波、发作间期棘波，用来评判药物的抗惊厥效果、分析癫痫环路可塑性变化PMC。

很多课题组会遇到一个共性难题：硬件设备到手，但是采集出来波形噪声大，很难分辨真实痫样放电与运动伪迹；要么看不到清晰的棘‑慢复合波，实验数据无法用于后续统计和文章发表。

小鼠脑电信号幅值远低于大鼠，属于微伏级微弱信号，同时小鼠自由活动时会伴随大量咀嚼、抓挠、抖动带来的肌电干扰。想要拿到稳定、可信的痫样放电原始数据，是一套 “手术埋置‑环境屏蔽‑设备参数‑同步记录‑事后判读” 的完整流程。

一、电极埋置手术：源头决定信号质量

电极埋置质量是癫痫电生理实验成败的第一要素，很多后期噪声大、信号消失的问题，根源都来自手术环节。

1. 电极方案选择

1）硬膜外螺钉电极（急性 / 慢性皮层 EEG，最常用） 适合记录皮层痫样放电，手术难度低，可实现数周慢性记录。建议额叶、顶叶双侧布设记录电极；参考电极、地电极固定于小脑位置。

2）深部探针电极：目标海马 CA1/CA3 区，记录海马局部场电位 LFP，适合颞叶癫痫模型，对立体定位坐标、探针工艺要求更高。

3）同步搭配颈部 EMG 肌电电极：癫痫实验强烈建议同步采集 EMG。肌电可以区分：是真实癫痫放电，还是小鼠抓挠、咀嚼带来的运动伪迹，是判读癫痫事件重要参照。

术后要点：

• 牙科水泥充分加固电极基座，防止小鼠啃咬、晃动造成电极移位；
• 术后做好镇痛消炎，等待动物恢复 7 天以上再开展正式记录，降低术后炎症带来的基线漂移；
• 慢性实验，每次记录前可以简单评估电极阻抗，阻抗异常升高，预示电极接触变差，数据需要谨慎使用。

2. 实验动物模型提醒

PTZ 急性诱导模型：腹腔给药之后需要连续记录；KA 侧脑室 / 海马注射模型，要注意给药位点准确性；慢性自发性癫痫模型，需要长时间连续监测，捕捉不定时自发癫痫事件PMC。

二、采集环境与硬件选型要点

小鼠 EEG/LFP 属于 μV 级微弱信号，50Hz 市电、周边仪器电源适配器都会引入严重工频噪声，把微弱痫波完全淹没。

1. 优先使用屏蔽笼 / 简易法拉第屏蔽环境开展记录；设备尽量远离 LED 电源、行为设备适配器。
2. 设备供电条件：优先锂电池隔离供电，减少市电地环路干扰。
3. 通道配置：癫痫实验建议多通道同步记录，至少 2 路以上脑电通道 + 1‑2 路 EMG 肌电通道；多脑区同时记录，可以判断放电起源与传播。
4. 硬件同步至关重要：一定要硬件 TTL Trigger 同步行为摄像头，实现脑电波形和小鼠行为视频硬件级时间对齐。仅靠软件时间戳会发生时钟漂移，会出现 “波形上看到痫波，但是无法对应小鼠 Racine 行为分级”，造成事件标记完全失效PMC。

三、关键采集参数配置（小鼠癫痫模型实操参考）

不同模型可微调，以下为行业通用参考配置，不是固定不变，需要结合实际波形再优化。

1. 采样率：建议 500‑1000Hz。 癫痫棘波、棘慢复合波主要集中在 0.5‑100Hz 频段，500Hz 以上采样率可以完整保留痫样放电波形细节；不建议只用 250Hz，容易丢失高频棘波细节；过高采样率会造成数据文件体积急剧膨胀。
2. 增益：小鼠脑电信号微弱，需要高增益，可从 12-24 倍区间调试，基线不要饱和削顶。

注意：增益不是越大越好，增益过高直接造成波形饱和，痫波完全失真。

3. 滤波设置（非常容易踩坑）

• 在线采集：高通 0.5‑1Hz，低通 100‑120Hz；开启 50Hz 工频陷波。
• ⚠️在线阶段禁止开启过多高阶陷波、重度平滑滤波。很多同学为了波形好看，在线开强滤波，直接把真实的棘波滤除掉；复杂滤波处理建议全部放到离线后处理完成。

4. 记录模式：连续不间断记录；急性 PTZ 模型给药后至少记录 60min 以上；慢性自发癫痫需要数小时‑数天连续采集。

四、重点：区分真实痫样放电 VS 各类伪迹

这是小鼠癫痫电生理实验最容易踩坑的环节。小鼠抓挠、咀嚼、抖动、线缆牵拉，都会产生大幅度尖峰波形，形态看上去很像棘波，如果不加以甄别，会造成假阳性统计结果PMC。

✅ 真正电生理癫痫发作事件参考判定标准

1. 波形：节律性反复棘波 / 棘‑慢复合波，节律存在演变，幅度逐步升高或降低；
2. 持续时间：电生理发作事件一般连续放电≥10s，单纯孤立单个尖峰不算一次癫痫发作；
3. 多通道关联性：放电会在多个脑电通道同步或者依次传播；
4. 交叉佐证：同步 EMG 肌电、同步行为视频，和 Racine 行为分级相互印证。部分非惊厥癫痫，只有脑电异常，行为变化不明显，这种更需要依靠多通道脑电本身特征判断PMC。

❌ 常见伪迹来源

1. 咀嚼、抓挠伪迹：EMG 肌电通道同时出现大幅度爆发，脑电尖峰和肌电爆发时间完全重合，属于躯体运动带来的伪迹，不是脑起源的痫波。
2. 线缆牵拉伪迹：波形突变，瞬间跳变，没有节律演变，和小鼠大幅度转头动作时间同步。
3. 工频电源噪声：规整 50Hz 正弦波纹，持续存在，不是阵发性棘波。

实操经验：判断癫痫事件不能只看单通道脑电波形，必须结合多通道脑电、EMG 肌电、同步视频三者联合判读，盲看单通道极易误判。

五、实验完整流程梳理（实操 SOP）

1. 术前：小鼠完成电极埋置手术，术后恢复 7 天以上；实验前检查电极阻抗。
2. 设备预采集：正式造模给药之前，采集 3‑5min 小鼠基线脑电，记录正常状态下 EEG、EMG 波形，作为自身对照。
3. 硬件同步：打开 Trigger 同步，启动行为摄像头，确认波形和视频时间标记硬件对齐。
4. 造模给药（PTZ/KA 等），全程连续不间断采集，不要中途暂停记录。
5. 实验结束：优先保存原始 EDF 文件，不要只保存软件处理之后的结果；原始文件是后续离线判读、审稿人溯源的核心依据。
6. 离线分析：导入 EEGLAB/Matlab，结合同步视频，人工逐段甄别痫样放电，统计发作次数、每次持续时长、发作间期棘波数量等指标。

写在最后

小鼠癫痫模型电生理记录，硬件只是基础；手术质量、屏蔽环境、参数设置、伪迹甄别，共同决定数据可信度。很多课题组遇到 “采不出痫波”，不一定是设备性能不足，往往是某一个实操环节没有做到位。

一套合格的小鼠癫痫电生理实验，输出的不只是漂亮的波形截图，而是可以溯源、可重复，结合行为学互相印证的完整数据集，为抗癫痫药物、癫痫发病机制研究提供可靠的电生理证据。

提示：便携式 16 通道电生理采集设备，支持多路 EEG/EMG 同步采集、硬件 TTL 触发同步、无加密 EDF 原始数据输出，适配小鼠癫痫、脑卒中、AD 等各类中枢疾病模型的在体电生理研究。